JP3219420U

JP3219420U - 木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置

Info

Publication number: JP3219420U
Application number: JP2018002163U
Authority: JP
Inventors: 三砂　誠一; 誠一三砂; 豊博三砂; 純樹能登
Original assignee: 株式会社大川鉄工
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2028-05-25

Abstract

【課題】木材で、安価に臭い成分、及び着色成分、ヤニ成分を除去させる木製製品を効率的に製造する木材の効率的熱水処理—乾燥処理装置を提供する。【解決手段】熱源用木材を貯蔵している燃料木材貯蔵部と、水蒸気発生用、及び熱水生成用の水源として貯蔵している水タンク部３と、木材貯蔵部の木材と水タンク部の水を使用して水蒸気を発生する水蒸気発生付燃焼部４と、燃焼部で発生した燃焼ガスを熱交換して乾燥用熱風を発生させる熱風発生用熱交換部５と、燃焼排ガスから燃焼粒子を処理して排出する集塵サイクロン部６と、一定の容積の容器に木材を注入して、先に生成した水蒸気による熱水にて処理する熱水流通蛇管付熱水処理容器部７と、熱水処理した木材を熱交換で得られた熱風処理によって乾燥する熱風乾燥部９とからなっている。これによって、着色成分、及びヤニ成分のなく、水分含有量１０％以下の乾燥した木材を得る。【選択図】図１

Description

本考案は、木材の特有な臭いと色とヤニなどの木材の抽出可能成分を、熱水にて取り出して、連続して乾燥する木材の熱水処理―乾燥装置に関するものである。

杉芯部の赤身の木材を使用した食品用の木製品は、蒲鉾板、薄板の容器などとして使用されている。しかし本来の木臭と着色を持って採用に限定されている。また杉の場合には外側の白い部分しか使用されていない。木質の導管に臭い成分を持っているので、その排出に水蒸気処理などにて解決しようとしている（特許文献１〜３参照）。また蒲鉾板の場合には白部分しか使用されていなく、赤色部分の場合には食品に着色して使用が難しかった。この杉芯部の赤身の木材の利用の解決が、輸入材の減少への対策、国産材の活性化、ひいては地球温暖化防止にも貢献するものであり、杉の利用において要望が高かった。

さらに食品を木製の容器に充填した商品は、電子レンジなどで加熱処理して食するときに、水分不足になって、ぱさぱさしたり、また水滴が出て、ベトベトして食感を悪くすることもある。軽食などに薄板の組み立て食器が発明されているが（特許文献４参照）、前記の問題を解決しているものではなかった。

また木材の処理において、乾燥機内の水蒸気を結露させる熱交換器と、該熱交換器で結露した水分を排出するドレンタンクと、乾燥機内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、乾燥機内に熱風を発生させる熱風発生手段と、乾燥機内の木材を高周波加熱する高周波加熱装置と、これらの動作を制御する制御手段と、を具備した木材乾燥装置であって、前記制御手段が、乾燥機内の湿度制御を行うことなく、乾球温度のみ制御を行うとともに、所定の乾湿球差を保持し、いずれの処理時も減圧状態で乾球温度１００℃以下に乾燥機内雰囲気を制御する木材乾燥装置が提案されている（特許文献５参照）。

木材の処理に、蒸気を循環させる送風機と蒸気を加熱する加熱器を内設した圧力容器と、該圧力容器に飽和水蒸気を供給するボイラーと、圧力容器に圧縮空気を供給する空気圧縮機と、圧力容器内を減圧にする真空ポンプと、木材に注入する薬液を圧力容器に圧送する薬液供給装置とを備え、前記圧力容器内には、木材を収納して、該木材の蒸煮、注入、乾燥処理を同一圧力容器内で行う制御手段を備えた木材の多機能処理装置が提案されている（特許文献６参照）。

木材の水分の除去については、水蒸気処理、減圧処理が提案されているが、杉材の食品容器の臭い成分、及び着色成分を除去させる装置は提案されていない。

特開平５−５０４０９号公報特開平６−２３８６１８号公報特開２００３−２４００３２号公報特開２０００−１０３０１３号公報特開２００８−１０６９５９号公報特開２００６−２４８２０８号公報

本考案は、食品用容器、或いは住宅用用具、或いは建材材料の無垢木材で、ヤニと臭いと着色を取って、効率的に安価に入手できるヤニ成分、臭い成分、着色成分を含まない木材材料を入手することは困難である。熱処理を使用した木材を利用した木製食品容器、住宅用具などにおいては高価であったり、使用する木材の赤色、褐色、黒色などの種々の着色と特有な臭い、ヤニを部分的に含んでいる。特定の寸法の長さの木材における臭い成分、及び着色成分、ヤニ成分を効率に除去させる装置で、簡素的なものは提案されていない。

一般に家庭用に木材に使用するとその色とヤニと臭いが付いて、家庭木製用具に着色し、臭いを持つ製品では価値が薄くなってくる。また水処理した木製用具を使用する場合に、木材の表面でベタついたり、ガサガサ状態になる場合がある。木材の表層状態を調節することが出来るようにして、脱ヤニ・脱臭・脱色した乾燥した木材を得て、その木材を活用した木製板、木製用具を製造できる装置を提供することに関するものである。

木材においては、脱ヤニ・脱臭・脱色した木材に対して、水分が多い場合には、木質が水分を放出して、また水分不足の場合には木質に水分を吸収することで臭い成分、着色成分、ヤニ成分に調整するために、木材を使用する場合に適切な水分を含有させておくことが必要である。特に無垢の木製の容器、及び用具として、木材の木臭が発生しなく、使用した杉木材の特有な臭いあるいは着色が残らず、しかも水分の調節がなされた木製器具を提供されることが望まれている。今回は家庭、住宅に使用されている木材製品が、安価に臭い成分、及び着色成分、ヤニ成分を除去させる木製製品を効率的に製造する装置を提供できることを目的にした。

木材の特有な臭いと色とヤニの抽出可能成分を、熱水にて抽出して、連続して乾燥する操作において、燃料木材貯蔵部と、水タンク部と、水蒸気発生付き燃焼部と、熱風発生用熱交換部と、温水発生の集塵サイクロン部と、熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部と、熱風による乾燥部とからなっている装置で、木材の着色成分、及び臭気成分、ヤニ成分の除去を、特定条件での熱水処理した後特定条件での乾燥処理を行うことによって、着色成分、及びヤニ成分のなく、水分含有量１０％以下の乾燥した木材を得る木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置である。

前記熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部は、容器の大きさとして幅５００〜１７００ｍｍ、長さ１０００〜２７００ｍｍ、深さ５００〜２０００ｍｍで、底部には水蒸気流通の径２０〜５０ｍｍφ、長さ７００〜２５００ｍｍパイプのＵ字型管５〜８本の連続的蛇管状に敷いた容器で、木材として２３００ｍｍ以下の長さの材料を処理できて、前記木材の脱ヤニ・脱臭・脱色に対して、８０℃〜１００℃の温度の熱水中で３０分から５時間で熱水による煮沸操作を行う。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部における熱源は、燃焼炉内部に取り付けている３０〜６０ｍｍφ径、長さ５０〜１５０ｍｍの枝管式パイプを１５〜３０本並列的に並べた交換器で水蒸気を発生させて、その水蒸気を前記処理容器の底部に設置されている加熱用蛇管に送って加熱するとともに、熱風発生用熱交換部を通過した燃焼排ガスによって集塵のサイクロンの周囲にジャケット部を設けて、その部分に水を流通させて温水を発生させて、その温水を前記処理容器に供給して、内部の温度を８０〜１００℃に保持できるようにしている。

熱風による乾燥部は、燃焼炉からの燃焼排出ガスによって、ブロアーから供給される空気流通での熱交換部で８０〜１００℃の熱風にして、前記熱風を脱ヤニ・脱臭・脱色した含水被木材を積置しているビニールハウス内に５〜４８時間供給して、１０％以下の水分含有の木材になっている。

水蒸気発生付き燃焼部は、蓋付き箱型の形状で、上面に傾斜面の蓋付き燃料供給口を持って、底面、及び両側面に空気供給口を取り付けており、奥面に燃焼排ガスの排気口を設けて、その前面に３０〜６０ｍｍφ径、長さ５０〜１５０ｍｍのパイプ１５〜３０本の水蒸気発生交換器を配置して、燃焼ガスは熱風発生用熱交換部で熱風を発生して乾燥部に供給し、燃焼部内の交換器で発生した水蒸気は熱水処理容器部に供給する。

温水発生の集塵サイクロン部は、熱交換器を通過した燃焼排ガス中の塵灰を収集して、サイクロンの外部の周囲にジャケットを取り付けて、ジャケット内部に水を流通して、前記蛇管付き熱水処理容器部に３０〜７０℃の温水を１〜１０ｍ３の量で供給できるようになっている。

本考案の装置を使用すると、食品用容器、或いは住宅用用具、或いは建材材料の無垢の木材にて、ヤニと臭いと着色を取って、安価に入手できる木材を含めてヤニ成分、臭い成分、着色成分を使用した木材を使用した木製食品容器、住宅用具などにおいて、使用する木材の赤色、褐色、黒色などの種々の着色と特有な臭い、ヤニを含んでいる。特定の寸法の木材の臭い成分、及び着色成分、ヤニ成分を除去させる装置で効率的、簡素的な装置であった。

本発明の装置を使用すると、熱水処理と熱風処理を行うことによって、効率的、安価に臭い、ヤニを無くして無垢の木製用具、木材板ができるようになった。

木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置の全体系列平面図木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置における燃焼装置と木材の脱臭・脱色の処理装置の側面詳細図（側面図）木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置における燃焼装置と木材の脱臭・脱色の処理装置の平面詳細図（平面図）木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置における木材の脱臭・脱色後の乾燥処理装置の詳細図（側面図）木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置における熱源としての燃焼装置の詳細図Ａ：全体系統平面図Ｂ：側面図Ｃ：正面図木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置における燃焼ガスの流通する燃焼装置―熱交換装置―サイクロン装置−温水発生装置の連続系統図、木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置におけるビニールハウス様乾燥装置の詳細図Ａ：側面図Ｂ：平面図

本考案においては、木材の特有な臭いと色とヤニなどの木材の抽出可能成分を、熱水にて取り出して、連続して乾燥するにおいて、燃料木材貯蔵部と、水タンク部と、水蒸気発生付き燃焼部と、熱風発生用熱交換部と、温水発生の集塵サイクロン部と、熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部と、熱風による乾燥部とからなっている装置で、木材の着色成分、及び臭気成分、ヤニ成分の除去を、特定条件での熱水処理した後特定条件での乾燥処理を行うことによって、着色成分、及びヤニ成分のなく、水分含有量１０％以下の乾燥した木材を得る木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置であり、以下本発明を図示の実施の形態に基づき説明する。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部は、容器の大きさとして幅１７００ｍｍ、長さ２７００ｍｍ、深さ１５００ｍｍで、底部には水蒸気流通の径５０ｍｍφ、長さ２０００ｍｍパイプのＵ字型管８本の連続的蛇管を敷いた前記容器で、木材として２０００ｍｍ以下の長さの材料を処理できて、前記木材の脱ヤニ・脱臭・脱色に対して、８０℃〜１００℃の温度の熱水中で２時間処理できる熱水による煮沸操作をした。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部における熱源は、燃焼炉内部に取り付けている３０ｍｍφ径、長さ１００ｍｍの二段式パイプを２０本並列的に並べた交換器で水蒸気を発生させて、その水蒸気を前記処理容器に設置されている加熱用蛇管に送って加熱するとともに、熱風発生用熱交換部を通過した燃焼排ガスによって集塵のサイクロンの周囲にジャケット部を設けて、その部分に水を流通させて温水を発生させて、その温水を前記処理容器に供給して、内部の温度を１００℃に維持すようにした。

熱風による乾燥部は、燃焼炉からの燃焼排出ガスによって、ブロアーから供給される空気を熱交換部で８０℃の熱風にして、前記熱風を脱ヤニ・脱臭・脱色した含水被木材を積置しているビニールハウス内に２４時間供給して、１０％以下の水分含有の木材になった。

水蒸気発生付き燃焼部は、蓋付き箱型の形状で、上面に傾斜面の蓋付き燃料供給口を持って、底面、及び両側面に空気供給口を取り付けており、奥面に燃焼排ガスの排気口を設けて、その前面に３０ｍｍφ径、長さ１００ｍｍのパイプ２０本の水蒸気発生交換器を配置して、燃焼ガスで熱風を発生して乾燥部に供給し、交換器で発生した水蒸気を熱水処理容器部に供給した。

温水発生の集塵サイクロン部は、熱交換器を通過した燃焼排ガス中の塵灰を収集して、サイクロンの外部の周囲にジャケットを取り付けて、ジャケット内部に水を流通して、前記蛇管付き熱水処理容器部に５０℃の温水を５ｍ３供給できるようにした。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部は、容器の大きさとして幅１０００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、深さ１５００ｍｍで、底部には水蒸気流通の径３０ｍｍφ、長さ１５００ｍｍパイプのＵ字型管８本の連続的蛇管を敷いた前記容器で、木材として１５０００ｍｍ以下の長さの材料を処理できて、前記木材の脱ヤニ・脱臭・脱色に対して、１００℃の温度の熱水中で１２時間処理できる熱水による煮沸操作をした。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部における熱源は、燃焼炉内部に取り付けている３０ｍｍφ径、長さ１５０ｍｍの二段式パイプを２５本並列的に並べた交換器で水蒸気を発生させて、その水蒸気を前記処理容器に設置されている加熱用蛇管に送って加熱するとともに、熱風発生用熱交換部を通過した燃焼排ガスによって集塵のサイクロンの周囲にジャケット部を設けて、その部分に水を流通させて温水を発生させて、その温水を前記処理容器に供給して、内部の温度を１００℃に維持すようにした。

熱風による乾燥部は、燃焼炉からの燃焼排出ガスによって、ブロアーから供給される空気を熱交換部で８０℃の熱風にして、前記熱風を脱ヤニ・脱臭・脱色した含水被木材を積置しているビニールハウス内に１２時間供給して、１０％以下の水分含有の木材になった。

水蒸気発生付き燃焼部は、蓋付き箱型の形状で、上面に傾斜面の蓋付き燃料供給口を持って、底面、及び両側面に空気供給口を取り付けており、奥面に燃焼排ガスの排気口を設けて、その前面に３０ｍｍφ径、長さ１０００ｍｍのパイプ２５本の水蒸気発生交換器を配置して、燃焼ガスで熱風を発生して乾燥部に供給し、交換器で発生した水蒸気を熱水処理容器部に供給した。

温水発生の集塵サイクロン部は、熱交換器を通過した燃焼排ガス中の塵灰を収集して、サイクロンの外部の周囲にジャケットを取り付けて、ジャケット内部に水を流通して、前記蛇管付き熱水処理容器部に５０℃の温水を１ｍ３供給できるようにした。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部は、容器の大きさとして幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、深さ５００ｍｍで、底部には水蒸気流通の径２０ｍｍφ、長さ７００ｍｍパイプのＵ字型管５本の連続的蛇管を敷いた前記容器で、木材として９００ｍｍ以下の長さの材料を処理できて、前記木材の脱ヤニ・脱臭・脱色に対して、８０℃℃の温度の熱水中で５時間処理できる熱水による煮沸操作をした。

熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部における熱源は、燃焼炉内部に取り付けている３０ｍｍφ径、長さ５０ｍｍの二段式パイプを１５本並列的に並べた交換器で水蒸気を発生させて、その水蒸気を前記処理容器に設置されている加熱用蛇管に送って加熱するとともに、熱風発生用熱交換部を通過した燃焼排ガスによって集塵のサイクロンの周囲にジャケット部を設けて、その部分に水を流通させて温水を発生させて、その温水を前記処理容器に供給して、内部の温度を８０℃に維持すようにした。

熱風による乾燥部は、燃焼炉からの燃焼排出ガスによって、ブロアーから供給される空気を熱交換部で８０℃の熱風にして、前記熱風を脱ヤニ・脱臭・脱色した含水被木材を積置しているビニールハウス内に５時間供給して、１０％以下の水分含有の木材になった。

水蒸気発生付き燃焼部は、蓋付き箱型の形状で、上面に傾斜面の蓋付き燃料供給口を持って、底面、及び両側面に空気供給口を取り付けており、奥面に燃焼排ガスの排気口を設けて、その前面に３０ｍｍφ径、長さ５０ｍｍのパイプ１５本の水蒸気発生交換器を配置して、燃焼ガスで熱風を発生して乾燥部に供給し、交換器で発生した水蒸気を熱水処理容器部に供給した。

１．木材
２．燃料木材貯蔵部
３．水タンク部
４．水蒸気発生付き燃焼部（燃焼装置）
５．熱風発生用熱交換部（熱交換装置）
６．温水発生の集塵サイクロン部（サイクロン装置）
７．熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部（脱臭・脱色の処理装置）
８．送風ファン
９．熱風による乾燥部（乾燥装置）
１０．ボイラー
１１．排ガス
１２．水蒸気導入口
１３．給水タンク
１４．蒸気配管
１５．熱風配管
１６．ポンプ
１７．ビニールハウス
１８．ファン
１９．ジャケット
２０．煙道
２１．蛇管パイプ
２２・Ｕ字パイプ
２３．空気導入口
２４．水配管
２５．燃焼装置
２６．脱臭・脱色の処理装置
２７．乾燥装置
２８．熱交換装置
２９．サイクロン装置

Claims

木材の特有な臭いと色とヤニの抽出可能成分を、熱水にて抽出して、連続して乾燥する操作において、燃料木材貯蔵部と、水タンク部と、水蒸気発生付き燃焼部と、熱風発生用熱交換部と、温水発生の集塵サイクロン部と、熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部と、熱風による乾燥部とからなっている装置で、木材の着色成分、及び臭気成分、ヤニ成分の除去を、特定条件での熱水処理した後特定条件での乾燥処理を行うことによって、着色成分、及びヤニ成分のなく、水分含有量１０％以下の乾燥した木材を得ることを特徴とする木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。
前記熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部は、容器の大きさとして幅５００〜１７００ｍｍ、長さ１０００〜２７００ｍｍ、深さ５００〜２０００ｍｍで、底部には水蒸気流通の径２０〜５０ｍｍφ、長さ７００〜２５００ｍｍパイプのＵ字型管５〜８本の連続的蛇管状に敷いた容器で、木材として２３００ｍｍ以下の長さの材料を処理できて、前記木材の脱ヤニ・脱臭・脱色に対して、８０℃〜１００℃の温度の熱水中で３０分から５時間で熱水による煮沸操作を行うことを特徴とする請求項１に記載の木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。
熱水流通の蛇管付き熱水処理容器部における熱源は、燃焼炉内部に取り付けている３０〜６０ｍｍφ径、長さ５０〜１５０ｍｍの枝管式パイプを１５〜３０本並列的に並べた交換器で水蒸気を発生させて、その水蒸気を前記処理容器の底部に設置されている加熱用蛇管に送って加熱するとともに、熱風発生用熱交換部を通過した燃焼排ガスによって集塵のサイクロンの周囲にジャケット部を設けて、その部分に水を流通させて温水を発生させて、その温水を前記処理容器に供給して、内部の温度を８０〜１００℃に保持できるようにしていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。
熱風による乾燥部は、燃焼炉からの燃焼排出ガスによって、ブロアーから供給される空気流通での熱交換部で８０〜１００℃の熱風にして、前記熱風を脱ヤニ・脱臭・脱色した含水被木材を積置しているビニールハウス内に５〜４８時間供給して、１０％以下の水分含有の木材になっているように乾燥していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。
水蒸気発生付き燃焼部は、蓋付き箱型の形状で、上面に傾斜面の蓋付き燃料供給口を持って、底面、及び両側面に空気供給口を取り付けており、奥面に燃焼排ガスの排気口を設けて、その前面に３０〜６０ｍｍφ径、長さ５０〜１５０ｍｍのパイプ１５〜３０本の水蒸気発生交換器を配置して、燃焼ガスは熱風発生用熱交換部で熱風を発生して乾燥部に供給し、燃焼部内の交換器で発生した水蒸気は熱水処理容器部に供給することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。
温水発生の集塵サイクロン部は、熱交換器を通過した燃焼排ガス中の塵灰を収集して、サイクロンの外部の周囲にジャケットを取り付けて、ジャケット内部に水を流通して、前記蛇管付き熱水処理容器部に３０〜７０℃の温水を１〜１０ｍ３の量で供給できるようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の木材の効率的熱水処理―乾燥処理装置。